分散補正機能密度法

密度の官能理論は、一般に、熱化学や共有結合を含む固体高分子系の間の強い分子間相互作用をモデル化するために使用されます。ただし、長距離分散相互作用の説明は必ずしも正確ではありません。分散補正を含む密度官能理論を適用する方法は絶え間ない開発中であり、公開日の時点では、非局所ファンデルワール、従来およびパラメーター化された、半順行性補正、および1電子補正が含まれます。

1. 機能密度

   • 密度官能理論は、半導体、絶縁体、金属の基底状態の特性を説明することに大部分が成功しており、カーボンナノチューブやタンパク質などの複雑な材料も含まれています。多体波動関数の代わりに、理論は密度を使用して、フェルミオンの相互作用システムを記述します。機能密度は、交換相関のポテンシャルに対して行われた近似に従って実際に適用されます。これは、静電電子相互作用をはるかに超えて、パウリの原理とcouloumbの潜在的な効果をさらに説明します。

   分散相互作用

   • 分散相互作用は、間接的に結合した原子と分子間の長距離ファンデルワール力の魅力的な部分です。 それらは、分子エレクトロニクス、生物学的系、分子結晶、エネルギー材料で重要な機能を果たします。大規模システムをモデル化するときに化学的精度を実現するには、分散相互作用を含める必要があります。現在の方法システムの総エネルギーの超分子計算を使用し、実行されたフラグメントから相互作用エネルギーを取得します。

   非ローカルファンデルワールおよびパラメーター化された方法

   • 非ローカルファンデルワールメソッドは、電子密度に基づいて、非帝国の方法で分散エネルギーを計算します。この方法の利点は、分散効果が電荷密度によって自然に組み込まれるため、原子酸化状態への分散依存性が自動的に含まれることです。 パラメーター化された方法は、中型分子の平衡構造に適用されます。それらの主な欠点は数値不安定性であり、これにより騒々しいポテンシャルエネルギー曲線と人工ファンデルワールミニマーにつながります。

   半紀元前および1電子補正

   • 半古典的な方法は、70年代にさかのぼり、原子ペアワイズ添加剤による分散エネルギーの処理に基づいて修正されます。これにより、精度と適用性が向上し、経験主義が軽減されます。アップグレードされた方法により、効率的なジオメトリ最適化のためにエネルギー勾配を簡単に計算することもできます。 1電子法は、原子中心の非ローカル電位を利用し、通常、グラファイト、ベンゼン、およびアルゴン錯体のファンデルワール力のモデリングに適用されます。 ただし、使用される電位は、原子間距離の増加とともに急速に崩壊します。